Kokios jėgos reikia norint pajudinti vieną atomą? (0)
Kompanijos IBM mokslininkai tiksliai išmatavo jėgą, kurios reikia norint stumtelėti vieną atomą. Šiam veiksmui reikalingo energijos kiekio išmatavimas yra būtinas dalykas, norint toliau plėtoti nanotechnologijas bei siekiant sukurti pagrindus atominio lygmens skaičiavimo technikai. Eksperimento metu naudotas jautrus atominės jėgos mikroskopas. Nustatyta, jog norint pajudinti ant varinio paviršiaus esantį atomą reikalinga 17 pikoniutonų jėga. Palyginimui, norint pakelti 2,5g sveriančią monetą, reikalinga maždaug du milijardus kartų didesnė jėga.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
IBM mokslininkai šį eksperimentą prilygina jėgų ir medžiagų savybių matavimams statant tiltus ir dangoraižius, tik daug mažesniame mastelyje. "Tai suteikia fundamentalios informacijos apie atominio lygmens mechaniką, ir galbūt leis sukurti naujus elektroninius atminties įrenginius", sako vadovaujantis IBM skenuojančios tunelinės mikroskopijos laboratorijos mokslininkas Andreas Heinrich. Šioje laboratorijoje 1989 metais IBM mokslininkai sukūrė metodą, skirtą tiksliai pozicionuoti pavienius atomus. Savo pasiekimus jjie įrodė iš 35 ksenono atomų sudėliodami savo kompanijos inicialus.
Šis naujausias pasiekimas pratęsia ankstesnius darbus. Eksperimente naudotas atominės jėgos mikroskopas naudoja mažytę "šakutę" (antroji nuotrauka), kuria vibruojamas atomas. Vibracijų dažnis kinta įtaisui artėjant prie tyrimų objekto - "šakutės" (kamertono) antgalis vibruoja 20000 kartų per sekundę, tačiau jos viršūnei susilietus su atomu ji linksta ir vibracijų dažnis sumažėja.
Vienas atomas negali riedėti, ir netgi mūsų supratimu idealiai lygus paviršius nėra idealiai lygus. Vietoj to atomai išsidėsto mažytėse paviršiaus nelygumų tinklelio įdubose, tarsi kiaušiniai kartoniniame dėkle. Trinties jėga makropasaulyje atsiranda dėl to, kad judinamas ne vienas, o milijardai ir trilijonai atomų, ir judesiui atlikti reikalinga energija suvartojama nugalėti ryšius, atsiradusius tarp paviršių ir objektą sudarančių atomų.
Kai kamertono viršūnė pastumia atomą pakankamu stiprumu, atomas beveik akimirksniu peršoka į gretimą paviršiaus įdubimą. "Tai įvyksta greičiau nei mes galime detektuoti", pasakoja Markus Ternes, projekte dirbantis mokslininkas. Atomui pastumti panaudota jėga apskaičiuojama netiesiogiai - pagal kamertono vibracijų dažnio pokytį.
Tikimasi, jog naujasis pasiekimas padės plėtoti nanotechnologijas bei kurti naujos kartos skaičiavimų techniką.